RFID - tagi, pasywne, aktywne, semipasywne, opis, zastosowania.
Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie rodzajów, opis działania oraz zastosowania Tag-ów. Został przedstawiony podział na rodzaj zasilania, zapisu, używanych częstotliwości oraz klas Tag-ów. Są przedstawione przykładowe zastosowania poszczególnych rodzajów Tag-ów w życiu codziennym, przemyśle, logistyce itp. .
Tag jest częścią składową systemu RFID. Jest zbudowany z następujących elementów:
- anteny, najczęściej wielozwojowa cewka
- układu odpowiedzialnego za komunikację radiową z czytnikiem, pamięci i/lub procesora oraz opcjonalnie z baterii
Zasada działania: kiedy Tag (etykieta) pojawia się w zasięgu pola emitowanego przez czytnik następuje odczyt. Dane (ID) zawarte w pamięci procesora znajdującego się w Tag-u, zawierające informacje o produkcie, na którym naklejona jest etykieta, przesyłane są do czytnika. Dane te można odczytać za pomocą specjalnego oprogramowania tzw. middleware.
Tag-i można podzielić ze wzgledu na :
- Na źródło zasilania:
- aktywne, wyposażone we własne źródło zasilania,
- pasywne, (te mogą mieć rozmiary od 0.4 mm × 0.4 mm, co czyni je praktycznie niewidocznymi). Znaczniki mogą mieć różnorodną postać - nalepki, żetonu, nitu, wałka itp.,
- semipasywne, ma dodatkowe źródło zasilania, najczęściej małą baterię;
- Na zapis danych:
- identyfikatory typu R/O (Read / Only) - dane zapisane w procesie produkcji (tylko numer seryjny identyfikatora), nie ma możliwości zapisu dodatkowych danych jak również zmiany wartości samego numeru seryjnego,
- identyfikatory typu WORM (Write Once Read Many Times) – jednorazowy zapis danych, bez możliwości zmiany numeru seryjnego,
- identyfikatory typu R/W (Read / Write) – wielokrotny zapis danych, bez możliwości zmiany numeru seryjnego;
- Na częstotliwość działania:
- niska 100-500 kHz (najczęściej wykorzystywana 125-134 kHz), krótka odległość odczytu (kilkanaście centymetrów), mała prędkość odczytu, możliwy odczyt na cieczach,
- średnia 13.56 MHz, krótka odległość odczytu (od kilkunastu cm do ok. 1m), średnia prędkość odczytu, możliwy odczyt na cieczach,
- wysoka 862-928 MHz, duża odległość odczytu (nawet do 13m), duża prędkość odczytu, zmniejszone prawdopodobieństwo kolizji sygnałów, trudności w odczycie poprzez ciecze i na metalu;
(http://www.rfid.net.pl/ 13.01.2009r)
Klasyfikacja Tag-ów:
| Klasy tagów | Typ | Pamięć | Komunikat | Właściwości |
| 0 | Pasywne | R/O | Nie inicjują komunikacji | Liczba EPC jest zakodowany na Tag-u podczas produkcji |
| 0+ | Pasywne | R/O + możliwość jednokrotnego zapisu | Nie inicjują komunikacji | — |
| 1 | Pasywne | WORM | Nie inicjują komunikacji | Liczba EPC nie jest zakodowany przez producenta, mogą być kodowane |
| 2 | Pasywne | WORM | Nie inicjują komunikacji | Szyfrowanie |
| 3 | Semipasywne | R/W | Nie inicjują komunikacji | Klasy 2 oraz możliwości dodatkowe |
| 4 | Aktywne | R/W | Potrafi inicjować komunikacje | Klasy 3 oraz możliwości dodatkowe |
| 5 | Aktywne | R/W | Potrafi inicjować komunikacje | Klasy 4 oraz możliwości dodatkowe |
(Syngress, RFID+ Study Guide and Practice Exam,2007 {Tłumaczenie własne})
Tag-i pasywne.
Tag-i pasywne nie mają własnego źródła zasilania i pobierają energię z pola elektromagnetycznego generowanego przez czytnik. W większości wypadków korzysta się ze sprzężenia indukcyjnego dwóch cewek. W związku z tym Tag-i pasywne są lżejsze i tańsze niż aktywne i charakteryzują się wielokrotnie dłuższym czasem użytkowania. Mają natomiast krótszy zasięg i wymagają czytników emitujących większą moc w celu umożliwienia poprawnego zasilenia wbudowanego chipu.
Najczęściej wykorzystywana jest częstotliwość 125 kHz, pozwalająca na odczyt z odległości nie większej niż 0.5 m, ale bardziej skomplikowane systemy, umożliwiające np. zapis i odczyt informacji, pracują przy częstotliwości 13.56 MHz i zapewniają zasięg od metra do kilku metrów. Inne stosowane częstotliwości pracy - 868 do 956 MHz, 2.4 GHz, 5.8 GHz - zapewniają zasięg do kilku, a nawet kilkudziesięciu metrów.
"Dla przykładu w 2006 roku firma Hitachi Ltd. zaprezentowała układ pasywny mierzący zaledwie 0.15 x 0.15 mm o grubości 7.5 mikrometra (wymiary bez anteny), którego zasięg to około 30 cm, czip ten potrafi przesłać 128 bitowy, unikalny i niezmienny klucz zakodowany w procesie produkcji. Natomiast w 2007 roku firma ta zaprezentowała jeszcze mniejszy układ mierzący 0.05 x 0.05 mm i cienki na tyle, że można go umieścić w arkuszu papieru. Największy problem układów RFID to wymagana antena, która jest nawet 80 razy większa od samego czipa. Układy takie są tanie w produkcji dzięki czemu cieszą się popularnością prawie dorównującą kodom kreskowym." (http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r)
Wszystkie ważne dokumenty i zbiory nośników mogą być łatwo identyfikowane i śledzone przy zastosowaniu technologii RFID. System pozwala użytkownikowi na przeglądanie i weryfikowanie statusu dokumentu, historię obiegu, wypożyczenie i zwrot, sortowanie wg wybranych kluczy oraz najważniejsze aktualną lokalizację w dowolnej chwili. Automatyczna rejestracja historii obiegu jest szczególnie istotna dla dokumentów zawierających strategiczne lub poufne informacje. Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne w instytucjach, gdzie dokumenty są często przenoszone pomiędzy pomieszczeniami, a informacje o ich aktualnej lokalizacji jest wręcz konieczna. Jest to idealne rozwiązanie dla różnego rodzaju archiwów, kancelarii, instytutów badawczych, szpitali oraz firm audytorskich.

(http://www.elektronikab2b.pl 13.01.2009r)
Tag-i RFID są używane w paszportach wielu krajów. Paszporty przechowują takie dane jak: godzinę, datę i miejsce podróży oraz wlotów i wylotów z kraju. W roku 2006 Tag-i RFID zostały wprowadzone w paszportach Stanów Zjednoczonych, paszporty te zawierają te same dane które są wydrukowane w paszporcie oraz cyfrowe zdjęcie właściciela. Początkowo czipy mogły zostać odczytane wyłącznie z odległości ok. 10 cm, lecz po słowach krytyki, teraz mogą być odczytane nawet z 10 metrów, paszporty zostały wyposażone w specjalny metalowy pasek, który uniemożliwia odczytanie danych, kiedy paszport jest zamknięty. Wprowadzono także zabezpieczenie w postaci kodu PIN, który musi być podany zanim będzie możliwe odczytanie informacji z Tag-u.

(Miesiecznik: Chip, 02/2009, s.20.)

(http://www.portalrfid.pl 13.01.2009r)
Tag-i aktywne.
Tag-i aktywne są zasilane z wewnętrznej baterii. Najczęściej pozwalają na zapis danych w pamięci, która w zależności od aplikacji może mieć pojemność od pojedynczych bajtów do megabajtów. Takie układy są w znacznym stopniu bardziej wiarygodne niż układy pasywne ze względu na mniejszą ilość błędów, możliwość nawiązania „sesji” z czytnikiem RFID oraz większą pamięć. Tag-i aktywne mają większy zasięg czytania niż pasywne, układy te lepiej sprawują się także w trudnych dla fal radiowych środowiskach (takich jak żywa tkanka, woda, metal) lub dłuższych dystansach generując silny sygnał ze słabych zapytań, jednak najczęściej są większe, droższe, a ich czas życia jest zdecydowanie ograniczony- zazwyczaj 2-10 lat, w zależności od wielkości znacznika, temperatury pracy i rodzaju użytej baterii. (http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r)
W wielu przedsiębiorstwach wykorzystuje się etykiety radiowe do rejestracji czasu pracy pracowników. Etykiety te przyjmują najczęściej postać plastikowej karty wielkości karty kredytowej, której pracownik nie musi nawet wyjmować z portfela, by zarejestrować w systemie, rozpoczęcie i zakończenie pracy.
Tag-i radiowe są również powszechnie stosowane przez firmy turystyczne do produkcji karnetów narciarskich, tzw. ski-passów. Karnety te umożliwiają narciarzom korzystanie z wyciągów, usług gastronomicznych oraz hotelarskich, a wszystko to opłacone już zostaje na etapie wykupienia podróży.
Zaliczanie okrążeń w wyścigach, takich jak Enduro czy „Hare and Hounds”, także używa się pasywnych i aktywnych systemów RFID. Każdy uczestnik ma na swoim ramieniu Tag RFID, który zostaje odczytany po zakończeniu okrążenia w celu zapisania czasu.
Firma Verichip produkuje specjalne opaski przeznaczone dla ludzi, które zawierają tag RFID, kontrolujący, czy opaska nie została zdjęta z przedramienia. Dzięki tej technologii możliwa staje się zdalna kontrola dzieci lub nadzór nad pacjentami w szpitalach czy też więźniami w zakładach karnych.

(http://www.stronglink.cn 13.01.2009r)


(http://www.rfid-info.pl/ 13.01.2009r)
Tag-i Semipasywne
Tag-i semipasywne to rodzaj znacznika będący połączeniem znacznika pasywnego ze znacznikiem aktywnym. Posiada on baterię służącą do zasilania układu mikroprocesora, a transmisji sygnału wykorzystuje jedynie energię fal radiowych odebranych z czytnika.
Podobnie jak w układach aktywnych, Tag-i semipasywne posiadają własne źródło zasilania jednak różnica polega na tym, że bateria używana jest tylko do zasilenia mikroczipa, a nie do rozsyłania sygnału. Sygnał jest odbijany tak jak w układach pasywnych. Układy takie są około 100 razy bardziej czułe niż układy pasywne co przekłada się na większa odległość działania oraz większą wiarygodność odczytu.
Wykorzystując pół-pasywne tagi RFID większą uwagę należy zwrócić na czytniki RFID , ponieważ słaby sygnał z czytnika będzie zwrócony jeszcze słabszy. Najsłabszym ogniwem odczytu takiego Tag-u jest ścieżka sygnału z tagu do czytnika.
Tag-i pół-pasywne mają trzy główne zalety:
- większa czułość niż Tagi pasywne;
- dłuższa żywotność baterii niż w Tagach aktywnych;
- możliwość przeprowadzenia operacji (np. pomiar temperatury) nawet jeśli w pobliżu nie ma żadnego czytnika. (http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r);
Znaczniki zapisywalne lub posiadające dodatkowe sensory (temperatury, wilgotności lub specjalne), z własnym zasilaniem, przechowują zapisy o kolejnych procesach obróbki. Najbardziej istotną zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że informacja o statusie podzespołu znajduje się nie tylko w bazie danych systemu, ale również w Tag-u umieszczonym na nim samym. Szczególnie istotny jest zapis o kolejnych etapach produkcji w przemyśle przetwórstwa spożywczego, przemyśle mięsnym, od etapu ubojni, do dostawy końcowych produktów do sieci handlowych. Jako jedyne rozwiązanie jest w stanie wiarygodnie udokumentować zgodność procesów przetwórczych z wymaganymi procedurami i restrykcyjnymi normami.(http://www.softex.com.pl/ 22.01.2009r)
Przykład zastosowania Tag-ów w życiu codziennym, klapka w drzwiach wejściowych umożliwiająca kotu swobodne wchodzenie do domu, to bardzo wygodna rzecz. Gorzej, kiedy postanawia on zaprosić na wspólny posiłek całe bezdomne kocie towarzystwo z okolicy. Z pomocą przychodzi wówczas technologia RFID. SureFlap to inteligentna klapka w drzwiach, która nie pozwoli żadnemu nieproszonemu kociakowi na wejście do domu. Wyposażona jest w zasilany baterią czytnik RFID, który reaguje na chipa RFID zainstalowanego na specjalnej obroży i otwiera się tylko wtedy, kiedy to właśnie on stoi przed drzwiami. (http://www.logisticus.pl 22.01.2009r)

(http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r), (http://www.gaorfid.com 13.01.2009r)
